Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

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1 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen Vorwort Dieses Blatt enthält mehr Aufgaben, als in der Präsenzzeit zu bewältigen sind. Suche dir also einfach Aufgaben aus, die dich interessieren oder die eine besondere Herausforderung für dich darstellen. Wenn du eigene Ideen hast, was du programmieren möchtest: Nur zu. Wir stehen für Fragen jedweder Art zur Verfügung. Die Aufgaben sind alle so gestellt, dass du sie mit deinem jetzigen Wissen und ein wenig eigener Recherche lösen können solltest. Manche sind allerdings etwas kniffliger als andere und darum mit dem Symbol gekennzeichnet. Wichtige Funktionen Hier findet ihr die Funktionen und Strukturen, die ihr für die Bearbeitung dieser Aufgaben braucht. 1. Syntax: Variablendeklaration <Typ> <Name> = <Wert>; 2. a) Typen in Processing (bzw. Java) b) Fließkommazahlen Bsp. float x=23.5; c) Ganzzahlen Bsp. int x=34234; d) Wahrheitswerte Bsp. bool istrue=true; e) Zeichenketten Bsp. String text= bla 3. if (<Bedingung>) { <Anweisungsblock1> } else { <Anweisungsblock2> } 4. Logische Operatoren a) gleich == b) kleiner < c) kleiner gleich<= d) nicht gleich!= 1/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

2 e) größer > f) größer gleich>= g) a && b a und b h) a b a oder b i)!a nicht a 5. Arithmetische Operationen a) 5+6=11 b) 5-4=1 c) 7 *8=56 d) 21 / 3=7 e) 5 % 2 = 1 Aufgabe 1 Fingerübungen 1. Zeichne folgende Figur: Vorüberlegung: Welche einfachen Formen bietet Processing von Haus aus an? Wie lässt sich die Figur daraus zusammensetzen. 2. Baue eine Variable w und eine Variable h in deine Zeichnung ein, die es erlauben die Breite und Höhe des äußeren Rechtecks zu ändern. Vorüberlegungen: Wie sieht in Processing nochmal eine Variablendeklaration aus (Cheat-Sheet hilft)? Welcher Datentyp wäre für die Variablen sinnvoll (was sollen die Variablen speichern)? Welche Datentypen gibt es überhaupt in Processing? 2/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

3 Wie ist die Größe der Figur von den Variablen abhängig? Lassen sich für die einzelnen Komponenten Formeln aufstellen? 3. Zeichne ein Strichmännchen mit waagerecht ausgestreckten Armen. 4. Zeichne ein Strichmännchen, das seine Arme hebt. 5. Kannst du Fingerübung 3 und 4 so verbinden, dass du nur eine Variable party verändern musst, um zwischen dem Bild mit ausgestreckten armen und dem mit erhobenen Armen zu wechseln? Vorüberlegungen: Worin unterscheiden sich die Aufgaben 4 und 5? Welcher Datentyp wäre für party sinnvoll? Wie wurden Wenn-Dann-Bedingungen nochmal in Processing ausgedrückt? Aufgabe 2 Rechnen Erstelle zwei Variablen a und b und stelle dann mit der Processing-Funktion text das Ergebnis der Rechnungen a + b, a - b, a / b und a * b dar. Was passiert, wenn du b auf 0 setzt? Hinweis: Eine Kurze Beschreibung der text-funktion findest du auf dem Cheat-Sheet, eine ausführlichere auf der Processing-Seite. Aufgabe 3 Galgenmännchen Schreibe ein Programm, das ein Galgenmännchen zeichnet. Baue dann in dieses Programm eine Variable x ein, die angibt wie viele Striche des Galgenmännchens gezeichnet werden sollen. Hinweis: Auf einem späteren Aufgabenblatt wird diese Aufgabe fortgesetzt. 3/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

4 Vorüberlegungen: Wie kann man den Wert einer Variablen mit einer Zahl vergleichen? Wie erreicht man, dass bestimmte Programmabschnitte nur ausgeführt werden, wenn eine Bedingung zutrifft (Hinweis: In Aufgabe 1 findet sich ein ganz ähnliches Problem)? Aufgabe 4 Leistungsberechnung Wenn man sich einen eigenen Rechner zusammenstellt, steht man zum Schluss oft noch vor einer offenen Frage: Wieviel Watt muss jetzt eigentlich das Netzteil haben? Bei manchen Komponenten wie CPU, Grafikkarte oder Festplatten lässt sich die benötigte Leistung leicht im Datenblatt finden. Zur restlichen Hardware sind klare Angaben oft nur schwer zu finden. Schreiben sie ein Programm mit (mindestens) drei Variablen für CPU-Leistung, Festplatten-Leistung und Grafikkarten-Leistung, das als grobe Überschlagsrechnung eine Wattzahl für das Netzteil vorschlägt. Als grafische Darstellung kannst du mit der Processing-Funktion text einfach einen Text auf dem Bildschirm anzeigen, der die Angaben zur Komponentenleistung und Informationen über deine Annahmen (wie viel Leistung z.b. noch durch andere Komponenten dazukommt) enthält. Hinweis: Optional kannst du Versuchen deine Schätzung in möglichst gute Übereinstimmung mit Onlinetools wie dem unter der folgenden URL zu bringen: de/ psucalculator Aufgabe 5 Raumplan Zeichne mit Processing einen Raumplan wie z.b. den folgenden. Mache dabei die Positionen der einzelnen Möbelstücke von Variablen abhängig. Zusätzlich kannst du noch Variablen einbauen, über die sich Möbelstücken ein- bzw. ausblenden lassen. 4/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

5 Heizung Tisch Tisch Bett Piano Tisch Schrank Tür Schrank Wand Vorüberlegungen: Welche Angaben brauchst du, um die Position eines Möbelstücks angeben zu können? Wie kannst du diese Angaben durch Variablen ausdrücken (welcher Datentyp etc.)? Wie kannst du das zeichnen der Möbelstücke von den Variablen abhängig machen? Aufgabe 6 Schaltkreis Zeichne einen elektrischen Schaltkreis wie z.b. den folgenden. Baue Variablen in den Code ein, die den Zustand der Schalter verändern können. Aufgabe 7 Leiterbahnen Zeichne ein Netz aus Leiterbahnen und baue eine Variable ein, die eine Hervorhebung eines bestimmten Pfades im Diagramm einschaltet. 5/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

6 Vorüberlegungen: Welche Art von Variablen lässt sich dazu nutzen? Wie kann man in Processing mit verschiedenen Farben zeichnen? Wie erreicht man, dass bestimmte Programmabschnitte abhängig von einer Variablen ausgeführt werden? Aufgabe 8 Patientenaufteilung Du schreibst ein Programm für eine Station eines (sehr kleinen) Krankenhauses, das eine Optimale Verteilung von Patienten auf die verschiedenen Zimmer der Station vorschlägt. Dabei können im Code als Variablen die Anzahl der normalen Patienten und der Quarantänepatienten eingegeben werden. Quarantänepatienten dürfen nicht mit anderen Patienten in ein Zimmer kommen. Am Besten ist es, sie werden in ein eigenes Quarantänezimmer verlegt. Davon hat das Krankenhaus aber nur ein einziges, das auch nur eine Person fasst. Insgesamt stehen die folgenden Zimmer zur Verfügung: 3 normale 3-Bett Zimmer 1 Quarantänezimmer für eine Person 1 2-Bett Zimmer Stelle die Zimmer und die resultierende Verteilung grafisch dar. 6/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

7 Aufgabe 9 Pythagoras Stelle den Satz des Pythagoras grafisch dar. Die Längen a und b sollen dabei als Variablen im Code angepasst werden können. Aufgabe 10 3D-Figuren a la Minecraft Baue mit Processing aus dreidimensionalen gleich großen Blöcken eine Figur zusammen. Quelle: Wikimedia, Acodered (CC3) Aufgabe 11 THM-Logo Das THM-Logo folgt einem sehr strikten Corporate-Design. Schaue einmal wie nahe du der Vorgabe mit einem eigenen Processing-Bild kommen kannst. 7/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

8 ½ x ½ x x 2x 2 x 1¹ 4x 1¹ 4x Die Größe x entspricht einem Quadrat aus dem Binärocde. x 1¹ 4x Aufgabe 12 PQ-Formel Stelle die Lösung der PQ-Formel für über Variablen gegebene Werte für p und q schrittweise als Text dar: Formel: Lösung für p = 4 und q = 3: x 1,2 = p 2 ± (p 2) 2 q x 1,2 = 4 2 ± (4 2) 2 3 x 1,2 = 2 ± (2) 2 3 x 1,2 = 2 ± 4 3 x 1,2 = 2 ± 1 x 1,2 = 2 ± 1 x 1 = 1 x 2 = 3 Aufgabe 13 Inneneinrichtung Zeichne einen dreidimensionalen Raum mit einem Tisch und einem Stuhl darin. 8/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

9 Aufgabe 14 7-Segment-Anzeige Stelle den Zahlwert einer Variablen, die Zahlen von 0 bis 9 enthalten kann, in einer 7-Segment- Anzeige dar. Aufgabe 15 Geometrie selbstgemacht I Stelle das folgende Bild (ohne Beschriftung) nach, indem du die Koordinaten der Punkte p 1 und p 2 vorgibst und die Koordinaten von p 2 berechnest. Hinweis: p 2 ist das Ergebnis einer Rotation von p 2 um p 1 mit 45. Die einzigen Funktionen, die du verwenden musst sind line, sin und cos. Aufgabe 16 Geometrie selbstgemacht II Kannst Du mit dem Wissen aus der vorherigen Aufgabe ein regelmäßiges Sechseck oder einen Stern zeichnen? Aufgabe 17 THM in 3D Erstelle eine 3D-Variante des THM-Logos (ohne den Schriftzug Technische Hochschule Mittelhessen ). 9/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen

10 Aufgabe 18 THM Kodierung Für alle diejenigen, für die die Farbgebung der Klötzchen im THM-Logo bisher noch keinen Sinn ergeben hat: Mit den Blöcken ist der Standort (1. Spalte) und der Fachbereich (2. und 3. Spalte für die 1. und 2. Ziffer) binär kodiert. Erstelle zwei Variablen für den Standort und die Fachbereichsnummer und generiere daraus die korrekte Farbkodierung für dein 2D/3D-THM-Logo. 10/ 10 Aufgabenblatt 1 Variablen, Operatoren, Verzweigungen